不同磷肥用量對(duì)烤煙紅花大金元光合特性及產(chǎn)質(zhì)量的影響

段星屹，史普酉，楊成翠，賈孟，吳濤

(1.云南省煙草公司 保山市公司，云南 保山 678000； 2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 煙草學(xué)院，云南 昆明 650201； 3.云南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，云南 昆明 650201)

煙草是重要的經(jīng)濟(jì)作物之一。合理施肥是實(shí)現(xiàn)煙草優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的重要措施之一。磷是植物營養(yǎng)三要素之一。磷肥的合理施用可以使植株迅速生長(zhǎng)，提早收獲，煙草烤后色澤好，油分足，組織緊密，而缺磷煙株生長(zhǎng)緩慢，葉形狹長(zhǎng)，色澤暗淡，烤后色暗無光澤，但磷過多、氮不足則葉脈突出，質(zhì)地粗糙，油分少，易破碎[1-4]。我國多數(shù)土壤中全磷含量高，但植物所能直接吸收利用的有效磷的含量低。據(jù)報(bào)道[5]，全世界13.19億hm2耕地中約有43%缺磷，我國1.07億hm2耕地中2/3缺磷，大部分土壤的全磷含量在0.04%～0.25%。施入土壤中的化學(xué)磷肥極易被土壤吸附、固定或被微生物轉(zhuǎn)化為有機(jī)磷，利用率較低。調(diào)查研究表明[6-10]，土壤速效P含量與植煙年限呈正相關(guān)，速效磷年均增加2～3 mg·kg-1，這可能與煙田長(zhǎng)期大量施用磷肥有關(guān)。近年來有報(bào)道指出[11]，我國植煙土壤的速效磷含量有了不同程度的明顯提高，多地區(qū)的土壤速效磷平均含量達(dá)到了40 mg·kg-1左右。因此，在種煙年限較長(zhǎng)的土壤上應(yīng)適當(dāng)減少磷肥的施用量。但多數(shù)研究[12-15]認(rèn)為，合理提高磷肥的施用比例有助于增強(qiáng)煙葉品質(zhì)。為此，本試驗(yàn)著重探討了磷肥不同用量對(duì)烤煙生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)質(zhì)量的影響，旨在探索出合理的磷肥用量，為烤煙生產(chǎn)應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試烤煙品種為紅花大金元。2015年，在云南省曲靖市陸良縣小百戶鎮(zhèn)進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)地海拔高1 956 m，地理坐標(biāo)為25°06′266″N、103°55′531″E，土壤為紅壤土，地勢(shì)平坦，排灌方便，前作種植小麥。土壤基本理化性狀為pH值5.80，有機(jī)質(zhì)35.56 g·kg-1，全氮1.82 g·kg-1，全磷1.16 g·kg-1，全鉀4.68 g·kg-1，水解性氮155.04 mg·kg-1，有效磷50.88 mg·kg-1，速效鉀128.17 mg·kg-1。

1.2 處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理；T1，P2O5投入水平為22.5 kg·hm-2；T2，P2O5投入水平為45.0 kg·hm-2；T3，P2O5投入水平為67.5 kg·hm-2；T4為無肥處理(對(duì)照)。每處理重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列。株行距1.20 m×0.60 m，每小區(qū)栽煙50株，小區(qū)之間設(shè)保護(hù)行。各處理氮(N)投入水平采用當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)用量，45 kg·hm-2，K2O投入水平為225 kg·hm-2。采用優(yōu)質(zhì)煙栽培技術(shù)措施，漂浮育苗，地膜覆蓋栽培，初花期打頂，三段式烘烤。以T1處理肥料用量為基準(zhǔn)，總量的60%做基肥，40%做追肥，T2、T3較T1處理增加的施磷量采用復(fù)合肥和鈣鎂磷肥于移栽前基施，追肥采用硫酸鉀和復(fù)合肥按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥方法進(jìn)行。

1.3 指標(biāo)測(cè)定

按烤煙生育期調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確記錄移栽期、團(tuán)棵期、現(xiàn)蕾期、中心花開放期、腳葉成熟期、頂葉成熟期的時(shí)間。以小區(qū)內(nèi)進(jìn)入某生育期的煙株數(shù)占總株數(shù)的比例達(dá)到50%作為該小區(qū)煙株進(jìn)入某生育期的時(shí)間。

在病害盛發(fā)期，以整株為單位，對(duì)每小區(qū)試驗(yàn)地隨機(jī)抽取煙株進(jìn)行抗病性調(diào)查。具體測(cè)定參照GB/T 23222—2008《煙草病蟲害分級(jí)及調(diào)查方法》進(jìn)行。

煙株打頂后，選擇有代表性的煙株10株掛牌作觀察株，初烤采收前調(diào)查單株有效葉片數(shù)、最大葉長(zhǎng)寬，收完畢后，考查株高、莖圍和節(jié)距。

于移栽后3個(gè)月，在晴朗日的上午9：00—12：00，每小區(qū)選取3株生長(zhǎng)一致的烤煙，用軟毛刷刷去中部葉表面的灰塵，用LI-6400型便攜式光合作用測(cè)定儀(Li-COR Inc，美國)，搭配Li-6400-02B藍(lán)紅光源探頭，分別在光合有效輻射(μmol·m-2·s-1)為1 800、1 300、800、300、0，以及CO2注入系統(tǒng)設(shè)定值為400 μmol·mol-1的條件下測(cè)定烤煙中部葉的光合特征參數(shù)。每個(gè)小區(qū)選取3株煙，每株選取3片中部葉，測(cè)量其SPAD值。

以小區(qū)為單位單獨(dú)采收烘烤、分級(jí)計(jì)產(chǎn)，計(jì)算其產(chǎn)量、產(chǎn)值、中上等煙比例及均價(jià)，并隨機(jī)抽取每小區(qū)相同部位的煙葉各50片，調(diào)查其原煙外觀質(zhì)量。

從每個(gè)處理的烤后煙葉中分別選取C3F煙樣，將1.5 kg煙樣送檢，進(jìn)行相關(guān)化學(xué)成分分析。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)整理及制圖，利用SPSS 17.0進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)生育期的影響

由表1可知，與不施肥的T4處理相比，施用磷肥的各處理煙株進(jìn)入團(tuán)棵期、現(xiàn)蕾期和中心花開放期的時(shí)間提前，表明施用磷肥能夠在前期加快煙株生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程；但在煙葉成熟后期，與不施肥的T4處理相比，施用磷肥的各處理進(jìn)入腳葉成熟期的時(shí)間推遲，尤其是T2和T3處理的大田生育期比T1還要長(zhǎng)4天，可能是因?yàn)檫^多的養(yǎng)分推遲了煙葉的正常落黃成熟。

表1 不同施磷量對(duì)生育期的影響 d

2.2 對(duì)農(nóng)藝性狀的影響

由表2可知，煙株進(jìn)入成熟期以后，與不施磷的處理相比，施用磷肥均能顯著增加煙株的株高、有效葉片數(shù)、莖圍、最大葉長(zhǎng)和最大葉寬。各施磷肥處理之間，煙株的株高、有效葉片數(shù)、節(jié)距、最大葉長(zhǎng)和最大葉寬均無顯著差異，但T3處理的莖圍顯著低于T2處理。

表2 不同施磷量對(duì)成熟期煙株農(nóng)藝性狀的影響

注：同列數(shù)據(jù)后無相同字母的表示差異顯著(P<0.05)。表3、5～6同。

2.3 對(duì)煙葉重的影響

由表3可知，與不施磷的處理相比，施用磷肥的各處理除中部葉鮮重顯著增加外，其他部位葉片鮮重、干重，以及中部葉的干重并無顯著變化。說明增加磷肥用量并不必然增加紅花大金元葉片的鮮重或干重。

表3 不同施鉀量對(duì)煙葉單片重的影響 g

2.4 對(duì)抗病性(煙草番茄斑萎病毒病)的影響

整體來看，煙草番茄斑萎病毒病在本試驗(yàn)條件下病情較輕，這是由于在田間發(fā)現(xiàn)病害后就及時(shí)交替噴施了吡蟲靈和嗎呱乙酸酮。在團(tuán)棵期，施用磷肥的3個(gè)處理，其發(fā)病率和病情指數(shù)均高于不施磷的處理T4，T4處理的抗病性為高抗，而T1～T3處理的抗病性均為抗??；在旺長(zhǎng)期，T1、T2處理的發(fā)病率和病情指數(shù)高于T3和T4處理，各處理的抗病性均為抗病(表4)。這說明施磷量與煙株團(tuán)棵期的抗病性無明顯關(guān)系，但在旺長(zhǎng)期，隨著施磷量的增加，煙株的抗病性有增強(qiáng)趨勢(shì)。

表4 不同施磷量對(duì)抗病性(煙草番茄斑萎病毒病)的影響

2.5 對(duì)成熟期中部葉SPAD值及凈光合速率的影響

如表5所示，隨著施磷量增加，各處理的SPAD值逐漸增大，且T3處理顯著高于T4，說明增施磷肥可以提高葉片葉綠素的含量。如圖1所示，各處理的凈光合速率隨著光合有效輻射的增加而增強(qiáng)。在相同的有效光合輻射條件下，隨著磷肥施用量增加，各處理的凈光合速率逐漸增大，說明適當(dāng)增施磷肥可以提高烤煙的凈光合速率，從而提高光合產(chǎn)物積累。

表5 不同施磷量對(duì)成熟期中部葉SPAD值的影響

圖1 不同施磷量對(duì)成熟期中部葉凈光合速率的影響

2.6 對(duì)產(chǎn)量和產(chǎn)值的影響

由表6可知，與不施磷的處理相比，施磷能顯著增加煙葉的產(chǎn)量，但各施磷處理間差異不顯著。此外，適當(dāng)增施磷肥還能提高煙葉的質(zhì)量，如T2和T3處理的上等煙比例顯著高于T1和T4處理，但各處理的中上等煙比例無顯著差異。在產(chǎn)量和質(zhì)量的雙重作用下，施用磷肥的3個(gè)處理的產(chǎn)值均顯著高于不施磷的T4處理。從均價(jià)來看，T2處理最高，顯著高于T1和T4處理，T3處理的均價(jià)略低于T2處理，但兩者無顯著差異。

表6 不同施磷量對(duì)產(chǎn)量和產(chǎn)值的影響

2.7 對(duì)烤后煙葉化學(xué)成分的影響

由表7可知，各處理的總糖和還原糖含量均高于優(yōu)質(zhì)煙葉標(biāo)準(zhǔn)，其中T2處理最低，T4處理最高；各處理的總氮和煙堿含量處于適宜范圍內(nèi)，其中總氮含量以T2處理最高、T4處理最低，煙堿含量以T1處理最高、T4處理最低；各處理鉀含量均低于標(biāo)準(zhǔn)，T3處理氯含量處在優(yōu)質(zhì)煙葉氯含量最適宜范圍內(nèi)，鉀含量以T3處理最高、T1處理最低，氯含量以T2處理最高、T3處理最低；各處理糖堿比均高于優(yōu)質(zhì)煙葉標(biāo)準(zhǔn)，以T4處理最高；各處理氮堿比均小于1，其中T4處理最接近1；各處理鉀氯比均低于標(biāo)準(zhǔn)(4～10)，以T3處理最高。

表7 不同施磷量對(duì)C3F煙葉化學(xué)成分的影響

3 討論

適宜的磷肥用量能使煙株生長(zhǎng)健壯，根系發(fā)達(dá)，促進(jìn)煙株對(duì)氮、鉀的吸收和利用，從而提高煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)[1]。本研究表明，增施磷肥后，煙株進(jìn)入團(tuán)棵、現(xiàn)蕾的時(shí)間均比對(duì)照提前。從農(nóng)藝性狀上看，在煙株進(jìn)入成熟期以后，施磷處理與不施磷相比，能增加煙株的株高、有效葉片數(shù)、莖圍，以及最大葉長(zhǎng)和最大葉寬，并能提高中部葉的單葉鮮重。這與前人研究結(jié)果一致[16-19]。

葉綠素儀能夠反映烤煙在大田期的煙葉成熟度，指示煙葉葉綠素含量，反映煙葉光合作用能力[20-21]。葉片光合作用是植物生長(zhǎng)和產(chǎn)量形成的重要生理過程[22]，對(duì)植物光合特性的研究是探索其光合生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)，探討光合作用的影響因子，分析光合作用的適宜生態(tài)條件，對(duì)揭示其產(chǎn)量品質(zhì)形成的光合生理基礎(chǔ)具有重要意義[23]。王艷麗等[13]研究表明，隨著磷肥增施，煙株葉綠素含量、凈光合速率會(huì)出現(xiàn)先增高后降低的趨勢(shì)。本研究中，增加磷肥施用量，煙株凈光合速率和SPAD值增大，這可能是由于本試驗(yàn)中磷肥施用量仍未達(dá)到最大限量。

從內(nèi)在化學(xué)成分上看，一般認(rèn)為，優(yōu)質(zhì)煙葉的指標(biāo)宜為總糖18%～22%，還原糖16%～18%，總氮1.5%～3.5%，煙堿1.5%～3.5%，鉀>2%，氯<1%，糖堿比10左右，氮堿比1左右，鉀氯比4～10。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，T3處理的初烤煙煙葉化學(xué)成分相對(duì)比較協(xié)調(diào)。